Unity3d开发编辑器DrawCall参数解析

Posted 2020-07-02 松阳

对于Unity运行场景中，有许多可以标记场景状况的参数。这篇文章主要探讨这些参数的意义，其中如果有错误欢迎指正。

Game Stats

点击游戏Tab下的Stats可以展开如下界面，可以方便我们查看游戏运行状态。

FPS & Time per frame

FPS是通常说的帧率。每帧用时指的是渲染一帧需要消耗的用时，这个值只包含每帧更新游戏视图的时间，不受其他在编辑器中功能的影响，例如Profiler。FPS是这个数字的倒数。值得注意的是，这个值会比我们通常说的帧率要高，因为我们是直接计算两帧之间的时间差的。我猜想手机打包之后两个值的差会变小，但也不会绝对一样。

Batches & DrawCall

这个是绘制图像的重要指标，可以作为衡量场景绘制效率的首要参考。

一个 Draw Call，等于呼叫一次 DrawIndexedPrimitive (DX) or glDrawElements (OGL)，等于一个 Batch。

NVIDIA 在GDC上曾提出 25k batch/sec的渲染量会使1GHz的CPU达到100%的使用率，因此使用公式

$$25K * n_{(GHZ)} * Percentage / Framerate = Batch/Frame$$

可以推算出某些CPU可以抗多少Batch。例如红米手机CPU为1.5GHz，假设分出20%资源供渲染，希望游戏跑到30帧。那么能抗多少DrawCall？ 25k * 1.5 * 0.2 / 30 = 250。因此从这方面也能看出，如果CPU不能分出更多的资源供渲染计算，能抗的DrawCall就会变少。

在Stats面板中看到的Batches是渲染的总Batch这个值等于同于DrawCall。但Unity中可以获取到未批次处理之前的DrawCall。因此需要注意不要混淆概念。

Saved By Batching

这个值是由于Batch减少的DrawCall，可以间接的看到场景优化的效果。这个值由两部分组成：Static Batching和Dynamic Batching。这个由Unity内建自动合并虽然优点多多，但也不是没有缺陷。静态合并会引发内存和存储的额外开销，动态合并会增加CPU的负担。 这部分内容参考Unity官方文档

总体上讲所以希望批次渲染的元素要有相同的材质。通常两个材质如果只有贴图不同，可以将贴图合并到一张大图中，这就是所谓的和图。另外在使用ShadowCaster时，只要材质相同，即使贴图不同也可以合并渲染。

Dynamic Batches

动态合并在满足以下条件时是自动完成的：

• 模型总顶点数小于900。
• 不包含镜像transform改变。不改变Scale。
• 如果使用动态lightmap需要指定正确。
• 不使用多Pass的Shader.

由于需要在合并时通过CPU计算转为世界坐标，这项技术只在CPU消耗比DrawCall消耗“便宜”时才值得。这个衡量标准会根据平台产生差异，例如苹果平台上DrawCall的消耗便宜，就不应该使用这项技术。这个功能可以在Editor->Project Setting->Player中进行设置打开与关闭。

Static Batches

场景中不能移动的物件可以使用静态合并，它不受顶点数的限制，可以大幅减少DrawCall。但为了将元素合并到一个大模型中，这项技术需要额外的内存。主要的内存消耗在于共享多边形会在内存中重复创建。因此有时候需要牺牲渲染效率来避免静态合并，来保证内存够小。例如在茂密的树林中使用这项技术会导致大量的内存消耗。

Tris & Verts

摄像机下的所有三角形和顶点这个在低端硬件上也是主要瓶颈。

脚本获取值

其他数据暂时先不关注了，有必要以后可以再单写一篇。在编辑模式下这些数据是可以通过脚本获取到的，不过打出包来不太成。简单写了一下，效果如下：

其中所有的立方体使用静态合并，面片使用动态合并。场景UI一共17个Batch。动态批次1个，静态批次2个（不知拆分规则），批次渲染一共20。每一个动态物体1个DrawCall，共20个，4个动态物体1个DrawCall，17个UI产生的DrawCall，共38个。

相关代码如下：

using UnityEngine;
using System.Collections;
using UnityEditor;

public class testDC : MonoBehaviour 
{
    #region Unity Messages

    void OnGUI()
    {
        GUILayout.TextField("Total DrawCall: " + UnityStats.drawCalls);
        GUILayout.TextField("Batch: " + UnityStats.batches);
        GUILayout.TextField("Static Batch DC: " + UnityStats.staticBatchedDrawCalls);
        GUILayout.TextField("Static Batch: " + UnityStats.staticBatches);
        GUILayout.TextField("DynamicBatch DC: " + UnityStats.dynamicBatchedDrawCalls);
        GUILayout.TextField("DynamicBatch: " + UnityStats.dynamicBatches);

        GUILayout.TextField("Tri: " + UnityStats.triangles);
        GUILayout.TextField("Ver: " + UnityStats.vertices);
    }

    #endregion
}